JPH078827B2 - α，β‐不飽和アルデヒドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般式（１） （Ｒは、低級アルキル基またはアリール基を表す） で示されるα，β−不飽和アルデヒドの製造方法に関す
る。

これらのアルデヒド化合物のうちＲがメチル基である８
−アセトキシ−2,6−ジメチル−2,6−オクタジエナール
は、飼料添加剤または医薬品として用いられているビタ
ミンＡまたはそのカルボン酸エステルの合成中間体とし
て有用である〔大寺ら、J.Org.Chem.,51,3834(1986)参
照〕。

〔従来の技術〕

従来、これらのアルデヒド類の製造方法としては次のよ
うなものが知られている。

（１）ゲラニルアセテートを二酸化セレンで酸化するこ
とによる８−アセトキシ−2,6−ジメチル−2,6−オクタ
ジエナールの製造方法 （Tetrahedron Letters 281（1973）） （２）ゲラニルアセテートから導かれる６−クロロ−3,
7−ジメチル−2,7−オクタジエン−１−アセテートに第
２級アミン、過酸化剤等を反応させる８−アセトキシ−
2,6−ジメチル−2,6−オクタジエナールの製造方法 （佐藤らChem.Lett.2035（1986）） 〔発明が解決しようとする課題〕 上記α，β−不飽和アルデヒドの合成法において、
（１）の方法は反応工程は短いが有毒物である二酸化セ
レンを使用しなくてはならないという欠点がある。ま
た、（２）の方法は爆発の危険性がある過酸化物を使用
する必要があるなどの点で工業的製造としては適さな
い。

しかして、本発明の目的は、これらの問題点を解決して
ゲラニオールのカルボン酸エステルから高収率かつ簡便
にα，β−不飽和アルデヒドを製造する方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、一般式（２） （Ｒは、低級アルキル基またはアリール基を表す） で示されるゲラニオールのカルボン酸エステルを塩素化
し、生成する一般式（３） （Ｒは、前記定義の通りである） で示される第２級アリルクロライドをギ酸ナトリウムと
反応させ、生成する一般式（４） （Ｒは、前記定義の通りである） で示される第１級アリルエステルを選択的エステル交換
反応により一般式（５） （Ｒは、前記定義の通りである） で示される第１級アリルアルコールとし、次いで該第１
級アリルアルコールを空気酸化することにより、上記一
般式（１）で示されるα，β−不飽和アルデヒドを工業
的に有利に製造しうることを見出し、本発明を完成し
た。

本発明の特長は、安価に入手でき、かつ工業的見地から
容易に多量に取扱いのできる反応剤を使用して、特殊な
装置や反応条件を使うことなく容易な操作で目的物を製
造できることにある。

前記の一般式のＲを詳しく説明する。Ｒは、低級アルキ
ル基またはアリール基を表す。ここで低級アルキル基と
しては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プ
ロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基などが例示され
る。アリール基としては、フェニル基、およびメトキシ
基、エトキシ基、クロル基、ブロモ基、フルオロ基、ヨ
ウ素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ニトロ基
などの置換基をオルト位、メタ位またはパラ位のいずれ
かの位置に１個または２個以上有するフェニル基などが
例示される。

一般式（２）で示されるゲラニオールのカルボン酸エス
テルの塩素化反応による一般式（３）で示される第２級
アリルクロライドの製造方法について述べる。

この反応は通常、次亜塩素酸ナトリウムを溶解した水相
と一般式（２）で示されるゲラニオールのカルボン酸エ
ステルを溶解した有機溶媒相との二相系に酸を添加する
ことにより実施される。次亜塩素酸は次亜塩素酸ナトリ
ウムと酸との作用によりその場（in situ）で生成され
る。

次亜塩素酸ナトリウムを溶解した水相としては、市販さ
れている次亜塩素酸ナトリウム水溶液をそのまま用いる
ことが簡便である。次亜塩素酸ナトリウムの使用量は、
一般式（２）で示されるゲラニオールのカルボン酸エス
テルの１モルに対して約0.8-1.5モルの量が好ましい。
一般式（２）で示されるゲラニオールのカルボン酸エス
テルを溶解しておく有機溶媒としては、ヘキサン、ベン
ゼン、トルエンなどの炭化水素類；ジクロロメタン、1,
2−ジクロロエタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭
化水素類；ジエチルエーテル、イソプロピルエーテルな
どのエーテル類；酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステ
ル類などが使用される。有機溶媒の使用量は、一般式
（２）で示されるゲラニオールのカルボン酸エステルの
1gに対して約0.5-50mlの量が好ましい。

次亜塩素酸ナトリウムから次亜塩素酸を生成させるため
に用いる酸としては、塩酸、硫酸、リン酸ホウ酸など
や、ギ酸、酢酸、コハク酸などの低級カルボン酸が例示
される。これらの酸は水溶液の形で添加してもよいし、
それぞれの物性に応じて、気体、液体または固体の形で
加えてもよい。例えば、塩酸は適当な濃度の水溶液とし
て加えてもよいし、塩化水素ガスとして吹き込んでもよ
い。硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸などは市販品（常温で液
体）をそのまま用い、または適当な濃度の水溶液として
用いることができる。ホウ酸やコハク酸などは市販品
（常温で固体）をそのまま、または適当な濃度の水溶液
として使用することができる。これらの酸の使用量は酸
の種類によって異なるが、副反応のおこらない範囲で少
し過剰に用いることが実際的である。

反応温度は約0-20℃が好適である。

このようにして得られた反応混合物からの一般式（３）
で示される第２級アリルクロライドの分離は、例えば次
の方法により行なうことができる。すなわち、反応混合
物に水およびジクロルメタン、ヘキサン、トルエン、イ
ソプロピルエーテル又は酢酸エチルなどの有機溶剤を加
えて分液し有機層を分離する。この有機層を亜硫酸ナト
リウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液などで洗浄し、こ
れら溶媒を留去することにより、一般式（３）で示され
る第２級アリルクロライドを粗生成物として取得するこ
とができる。このようにして得られた粗生成物は、その
まま次の反応に使用することができるし、また蒸留、カ
ラムクロマトグラフィーなどで精製して使用してもよ
い。

次に一般式（４）で示される第１級アリルエステルの製
造方法について述べる。

一般式（４）で示される第１級アリルエステルは、一般
式（３）で示される第２級アリルクロライドに触媒量の
ヨウ素化テトラアルキルアンモニウム塩の存在下、ギ酸
ナトリウムを反応させることにより製造することができ
る。

反応は有機溶媒中で行なわれ、使用される有機溶媒とし
ては、例えば、ヘキサン、ベンゼン、トルエンなどの炭
化水素類;1,2−ジクロルエタン、クロロホルムなどのハ
ロゲン化炭化水素類；ジオキサン、イソプロピルエーテ
ル、テトラヒドロフランなどのエーテル類；酢酸エチ
ル、酢酸ブチルなどのエステル類があげられる。特に好
適な溶媒はトルエンである。

反応は30-180℃の範囲の温度で行なうことができ、好ま
しくは、70-140℃の範囲内の温度下、反応液の加熱還流
下で行なうのがよい。

反応に用いられるギ酸ナトリウムの使用量は、一般式
（３）で示される第２級アリルクロライドに対して当モ
ル以上用いるのがよく、好ましくは1.1-2倍モル量程度
用いるのがよい。

触媒としてのヨウ素化テトラアルキルアンモニウム塩は
４個のアルキル基の合計が8-32程度の範囲内にあるのが
よく、具体例としてヨウ素化テトラ−ｎ−ブチルアンモ
ニウム、ヨウ素化テトラ−ｎ−ペンチルアンモニウム、
ヨウ素化ステアリルトリメチルアンモニウムなどを例示
することができる。ヨウ素化テトラアルキルアンモニウ
ム塩の使用量は一般式（３）で示される第２級アリルク
ロライドに対し通常0.1-20モル％であり、特に好ましく
は１−５モル％である。

このようにして得られた反応混合物からの一般式（４）
で示される第１級アリルエステルの分離は、例えば次の
方法により行なうことができる。すなわち、反応混合物
中に存在する固形物を濾過により分離し、得られたろ液
に水を加えて分液し、得られた有機層を５％チオ硫酸ナ
トリウム、重曹水、食塩水により洗浄してさらに溶媒を
留去することにより、一般式（４）で示される第１級ア
リルエステルを粗生成物として取得することができる。
この粗生成物は、そのまま次の反応に使用することもで
きるし、また蒸留あるいはカラムクロマトグラフィーな
どで精製して使用してもよい。

次に、一般式（５）で示される第１級アリルアルコール
の製造方法について述べる。

上記第１級アリルアルコールを得るための一般式（４）
で示される第１級アリルエステルの選択的エステル交換
反応は、メタノール溶液中、触媒量のアルカリ金属炭酸
塩を用いて行なうことができる。

使用されるアルカリ金属炭酸塩としては例えば、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムなどがあげられ
る。特に、炭酸ナトリウムの使用が好ましい。アルカリ
金属塩の使用量は、一般式（４）で示される第１級アリ
ルエステルに対して0.01-50モル％であり、好ましくは
0.5-2モル％である。

溶媒としてのメタノールの使用量は、一般式（４）で示
される第１級アリルエステルの濃度が0.1-3モル/lとな
る量がよく、好ましくは0.8-1.2モル/lの量である。

反応温度は、約10-30℃が好適である。

このようにして得られた反応混合物からの一般式（５）
で示される第１級アリルアルコールの分離は、例えば次
の方法で行なうことができる。すなわち、反応混合物に
触媒として使用したアルカリ金属炭酸塩と当モルの量の
硫酸、塩酸、酢酸あるいはギ酸などの酸を加えた後、減
圧下、溶媒を留去することにより一般式（５）で示され
る第１級アリルアルコールを粗生成物として取得するこ
とができる。このようにして得られた粗生成物は、その
まま次の反応に使用することができるし、また蒸留ある
いはカラムクロマトグラフィーなどで精製することがで
きる。

つぎに一般式（１）で示されるα，β−不飽和アルデヒ
ドの製造方法について述べる。

一般式（１）で示されるα，β−不飽和アルデヒドは、
先に得られた第１級アリルアルコールに対して触媒量の
Ｎ−オキシラジカル化合物および塩化第一銅触媒存在
下、空気または酸素を吹き込むことによって行なわれ
る。

触媒として使用されるＮ−オキシラジカル化合物として
は、例えば、４−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジニル−１−オキシ、４−ヒドロキシ−2,2,6,6−テ
トラメチルピペピリジニル−１−オキシ、2,2,6,6−テ
トラメチルピペピリジニル−１−オキシなどがあげら
れ、またその使用量は一般式（５）で示される第１級ア
リルアルコールに対して1-30モル％、好ましくは2-10モ
ル％である。また、塩化第一銅の使用量は、一般式
（５）で示される第１級アリルアルコールに対して1-30
モル％、好ましくは3-10モル％である。

反応は、有機溶媒中で行なわれ使用される有機溶媒とし
ては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメ
チルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド
系溶媒を用いることができる。

反応は10-100℃の範囲で行なうことができるが、好まし
い反応温度は30-50℃の範囲である。反応は、常圧また
は加圧下のいずれで行なうこともでき、0-20kg/cm²Gの
範囲が好適である。

反応系に吹き込む酸素または空気の量は圧力によって異
なるが、通常一般式（５）で示される第１級アリルアル
コール１モルに対して0.001-1.0Nm³の量吹き込まれ、常
圧では0.2-0.3Nm³量吹き込まれる。

このようにして得られた反応混合物からの一般式（１）
で示されるα，β−不飽和アルデヒドの分離は次の方法
により行なうことができる。すなわち、反応混合物から
減圧下、溶剤を留去した後５％塩酸水および抽出溶剤と
してトルエンを加えて分液し、得られた有機層を水、５
％炭酸ナトリウム水溶液により洗浄してさらに溶媒を留
去することにより、一般式（１）で示されるα，β−不
飽和アルデヒドを粗生成物として得ることができる。こ
の粗生成物は、減圧下精製蒸留塔にて精製し、純粋な
α，β−不飽和アルデヒドを得ることができる。

以下に実施例を挙げて本発明方法をさらに具体的に説明
するが、本発明はこれによって何ら限定されるものでは
ない。

実施例１ ８−アセトキシ−2,6−ジメチル−オクタジ
エナールの合成例 （ｉ）８−アセトキシ−2,6−ジメチル−３−クロル−
1,6−オクタジエンの合成 ゲラニルアセテート15.70g（80mmol）、ジクロルメタン
200mlおよび次亜塩素酸ナトリウム水溶液（1.77mol/l）
46.0ml（次亜塩素酸ナトリウム81.4mmol）をフラスコに
入れた。この混合物に1Nの塩酸16.7ml（83.6mmol）をゆ
っくり１時間かけて滴下した。この間、フラスコを氷水
浴で冷却することにより、内温を10℃以下に保った。

塩酸の滴下終了後、反応混合物を４℃にて１時間攪拌し
た。得られた反応混合物に水100mlを加え、有機層を分
離し、水層をジクロルメタン100mlで抽出した。有機層
を抽出液と合わせたのち10％亜硫酸ナトリウム水溶液10
0mlで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。これらか
ら溶媒を留去することにより、８−アセトキシ−2,6−
ジメチル−３−クロル−1,6−オクタジエンの粗生成物2
1.0gを得た。NMR分析により、この粗生成物における８
−アセトキシ−2,6−ジメチル−３−クロル−1,6−オク
タジエンの純度は80％であることが判明した。（収率91
％） （ii）８−アセトキシ−2,6−ジメチル−１−ホルミル
オキシ−2,6−オクタジエンの合成 ８−アセトキシ−2,6−ジメチル−３−クロル−1,6−オ
クタジエン34g（80％純度、118mmol）、ギ酸ナトリウム
16.32g（240mmol）、ヨウ素化テトラ−ｎ−ブチルアン
モニウム0.9g（2.4mmol）、トルエン100mlの混合物を激
しく攪拌しながら９時間加熱還流した。冷却後、固形物
を吸引ろ別し、ろ液を50mlの水で洗浄した。さらに有機
層を５％チオ硫酸ナトリウム水溶液50ml、５％重曹水50
ml、５％食塩水50mlにより油状物32.44gを得た。ガスク
ロマトグラフィーによる分析を行なったところ、目的と
する８−アセトキシ−2,6−ジメチル−１−ホルミルオ
キシ−1,6−オクタジエンの純度は76.5％であった。
（収率87.6％）なお、２位の二重結合のシス対トランス
比は58.2対41.8であった。この粗ギ酸エステルは充填塔
を付した蒸留塔により蒸留を行なうことができる（沸点
115-118℃/0.2mmHg）。

（iii）８−アセトキシ−2,6−ジメチル−１−ヒドロキ
シ−2,6−オクタジエンの合成 ８−アセトキシ−2,6−ジメチル−１−ホルミルオキシ
−2,6−オクタジエン100g（96％純度、400mmol）のメタ
ノール500ml溶液に炭酸ナトリウム318mg（3mmol）を加
え、室温で１時間攪拌した。濃硫酸300mgのメタノール3
0ml溶液を入れて反応を停止させた後減圧下、溶媒を留
去すると油状物113gが得られた。ガスクロマトグラフィ
ーによる分析を行なったところ、目的とする８−アセト
キシ−2,6−ジメチル−１−ヒドロキシ−2,6−オクタジ
エンの純度は72.7％であり、収量82.19gであった。（収
率96.9％）なお、２位の二重結合のシス対トランス比は
54.7対45.3であった。

（iv）８−アセトキシ−2,6−ジメチル−2,6−オクタジ
エナールの合成 ８−アセトキシ−2,6−ジメチル−１−ヒドロキシ−2,6
−オクタジエン82.5g（72.7％純度、283mmol）のN,N−
ジメチルホルムアミド100ml溶液に、塩化第一銅1.4g（1
4.1mmol）および４−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチ
ルピペピリジニル−１−オキシ0.98g（5.7mmol）を混
ぜ、空気を一分間に0.91の量を6.5時間吹き込んだ。こ
の間、反応温度は40℃に保った。反応終了後、減圧下溶
媒を留去したのち、トルエン200mlおよび10％塩酸水100
mlをいれ分液した。さらに有機層を水100ml,5％炭酸ナ
トリウム水溶液100mlで洗浄したのち、溶媒を留去する
ことにより、８−アセトキシ−2,6−ジメチル−2,6−オ
クタジエナールの粗生成物83.0gを得た。この粗生成物
における８−アセトキシ2,6−ジメチル−2,6−オクタジ
エナールの純度はガスクロマトグラフィーによる分析に
より68％であることが判明した。（収率95％）なお、２
位の二重結合のシス対トランス比は30対70であった。こ
の粗生成物を減圧下、精密蒸留塔を用いて精製すること
により８−アセトキシ2,6−ジメチル−2,6−オクタジエ
ナールの純度が92.6％の物を29.71g得た。（沸点122-12
5℃/mmHg） 実施例２ ８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−オクタジ
エナールの合成例 （ｉ）８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−３−クロル−
1,6−オクタジエンの合成 ゲラニルベンゾネート81.28g（160mmol）、ジクロルメ
タン400mlおよび次亜塩素酸ナトリウム水溶液（1.77mol
/l）92.0ml（次亜塩素酸ナトリウム162.8mmol）をフラ
スコに入れた。この混合物に1Nの塩酸33.4ml（167mmo
l）をゆっくり１時間かけて滴下した。この間、フラス
コを氷水浴で冷却することにより、内温を10℃以下に保
った。

塩酸の滴下終了後、反応混合物を４℃にて１時間攪拌し
た。得られた反応混合物に水200mlを加え、有機層を分
離し、水層をジクロルメタン200mlで抽出した。有機層
を抽出液と合わせたのち10％亜硫酸ナトリウム水溶液20
0mlで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。これらか
ら溶媒を留去することにより、８−ベンゾイル−2,6−
ジメチル−３−クロル−1,6−オクタジエンの粗生成物5
6.6gを得た。NMR分析により、この粗生成物における８
−ベンゾイル−2,6−ジメチル−３−クロル−1,6−オク
タジエンの純度は72％であることが判明した。（収率87
％） （ii）８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−１−ホルミル
オキシ−2,6−オクタジエンの合成 ８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−３−クロル−1,6−オ
クタジエン40.6g（72％純度、100mmol）、ギ酸ナトリウ
ム13.6g（200mmol）、ヨウ素化テトラ−ｎ−ブチルアン
モニウム0.74g（2mmol）、トルエン100mlの混合物を激
しく攪拌しながら９時間加熱還流した。冷却後、固形物
を吸引ろ別し、ろ液を50mlの水で洗浄した。さらに有機
層を５％チオ硫酸ナトリウム水溶液50ml、５％重曹水50
ml、５％食塩水50mlにより油状物35.1gを得た。ガスク
ロマトグラフィーによる分析を行なったところ、目的と
する８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−１−ホルミルオ
キシ−1,6−オクタジエンの純度は72.5％であった。
（収率84.2％）なお、２位の二重結合のシス対トランス
比は55.2対44.8であった。

（iii）８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−１−ヒドロキ
シ−2,6−オクタジエンの合成 ８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−１−ホルミルオキシ
−2,6−オクタジエン33.32g（72.5％純度、80mmol）の
メタノール100ml溶液に炭酸ナトリウム64mg（0.6mmol）
を加え、室温で１時間攪拌した。濃硫酸60mgのメタノー
ル6ml溶液を入れて反応を停止させた後減圧下、溶媒を
留去すると油状物27.5gが得られた。ガスクロマトグラ
フィーによる分析を行なったところ、目的とする８−ベ
ンゾイル−2,6−ジメチル−１−ヒドロキシ−2,6−オク
タジエンの純度は78.7％であった。（収率98.7％）な
お、２位の二重結合のシス対トランス比は55.7対44.3で
あった。

（iv）８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−2,6−オクタジ
エナールの合成 ８−ベンゾイル−2,6−ジメチル−１−ヒドロキシ−2,6
−オクタジエン17.4g（78.7％純度、50mmol）のN,N−ジ
メチルホルムアミド50ml溶液に、塩化第一銅50mg（0.5m
mol）および４−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペピリジニル−１−オキシ173mg（1mmol）を混ぜ、空気
を一分間に0.41の量を７時間吹き込んだ。この間、反応
温度は40℃に保った。反応終了後、減圧下溶媒を留去し
たのち、トルエン100mlおよび10％塩酸水100mlをいれ分
液した。さらに有機層を水100ml,5％炭酸ナトリウム水
溶液100mlで洗浄したのち、溶媒を留去することにより
油状物18.2gを得た。この物をカラムクロマトグラフィ
ーで精製することにより８−ベンゾイル−2,6−オクタ
ジエナール12.1gを得た。なお、この物はNMRおよびIR分
析により８−ベンゾイル−2,6−オクタジエナールであ
ることが確認された。（収率89％） 〔発明の効果〕 本発明によれば、上記の実施例から明らかなとおり、安
価に入手でき、かつ工業的見地から容易に多量に取扱い
のできる反応剤を使用して、特殊な装置や反応条件を使
うことなく容易な操作で一般式（１）で示されるα，β
−不飽和アルデヒドを製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（２） （Ｒは、低級アルキル基またはアリール基を表す） で示されるゲラニオールのカルボン酸エステルを塩素化
   し、生成する一般式（３） （Ｒは、前記定義の通りである） で示される第２級アリルクロライドをギ酸ナトリウムと
   反応させ、生成する一般式（４） （Ｒは、前記定義の通りである） で示される第１級アリルエステルを選択的エステル交換
   反応により一般式（５） （Ｒは、前記定義の通りである） で示される第１級アリルアルコールとし、次いで該第１
   級アリルアルコールを空気酸化することを特徴とする一
   般式（１） （Ｒは、前記定義の通りである） で示されるα，β−不飽和アルデヒドの製造方法。